विज्ञान / तंत्रज्ञान

सूर्याच्या पृष्ठभागाचं तापमान सुमारे सहा हजार अंश सेल्सियस इतकं असतं, तर सौरडागांचं तापमान हे सुमारे तीन हजार सेल्सियस इतकं असतं. हे सौरडाग जरी सूर्याच्या इतर पृष्ठभागाच्या तुलनेत थंड असले तरी, हे सौरडाग म्हणजे अतितीव्र चुंबकीय क्षेत्राची ठिकाणं आहेत. सूर्यावरून उफाळणाऱ्या सौरज्वाला या, याच डागांच्या परिसरात निर्माण होतात.

चीनच्या भिंतीला चीनच्या इतिहासात अनन्यसाधारण महत्त्व आहे. उत्तरेकडून होणाऱ्या भटक्या टोळ्यांचं आक्रमण रोखण्यासाठी बांधलेल्या या पूर्व-पश्चिम भिंतीची एकूण लांबी एकवीस हजार किलोमीटर इतकी प्रचंड आहे. अनेक राजवटींच्या काळात केलं गेलेलं या भिंतीचं बांधकाम, इ.स.पूर्व तिसऱ्या शतकात सुरू होऊन ते इ.स.नंतरच्या सतराव्या शतकापर्यंत चालू होतं.

क्रिस्टिन लॅम आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपला हा शोध नासाच्या ‘टेस’ या कृत्रिम उपग्रहावरील, ताऱ्यांची तेजस्वीता मोजणाऱ्या प्रकाशमापकाच्या मदतीनं लावला. टेस हा उपग्रह विविध ताऱ्यांच्या बिंबांवरील, त्यांच्या ग्रहांनी केलेल्या अधिक्रमणांचा शोध घेतो. किमान एक लाख किलोमीटर, तर कमाल पावणेचार लाख किलोमीटर अंतरावरून पृथ्वीला प्रदक्षिणा घालणारा टेस हा उपग्रह पृथ्वीभोवतालची आपली प्रदक्षिणा सुमारे पावणेचौदा दिवसांत पूर्ण करतो. या उपग्रहाद्वारे केल्या गेलेल्या निरीक्षणांत जीजे ३६७ या ताऱ्याची तेजस्वीता किंचितशी बदलत असल्याचं आढळून आलं.

वानरवर्गीय प्राण्यांनी आपली शेपटी गमावणं, हा उत्क्रांतीतला महत्त्वाचा टप्पा आहे. माणसाला असणारं माकड हाड हे त्या शेपटीचेच अवशेष आहेत. बो शिआ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं संशोधन हे वानरवर्गीय प्राणी आणि आजचा माणूस यांच्यातला संबंध स्पष्ट करतं.

कोणत्याही केंद्रीय संस्थेच्या सहभागाशिवाय निर्माण झालेल्या या प्रमाणित वजनांचा प्रसार धिम्या गतीनं होणं, हे स्वाभाविकच होतं. त्यामुळेच इजिप्त आणि मेसोपोटेमिआत प्रथम निर्मिलेली ही वजनं युरोपातल्या दुसऱ्या टोकाला पोचण्यास सुमारे दोन हजार वर्षांचा दीर्घ कालावधी लागला!

आपल्या सूर्याचं जवळपास निम्मं आयुष्य संपलं आहे. सुमारे पाच अब्ज वर्षांनंतर सूर्य मृत्यू पावणार आहे. त्याचा परिणाम आपल्या ग्रहमालेवर अर्थातच होणार आहे. त्यातही सूर्याच्या जवळ असणाऱ्या ग्रहांचं अस्तित्व संपुष्टात येणार आहे. हे कसं घडून येणार आहे, याची कल्पना देणारी एक घटना संशोधकांनी नुकतीच टिपली आहे.

अतिथंड तापमानाला धातूंचे आणि मिश्रधातूंचे गुणधर्म बदलतात. सर्वसाधारण तापमानाला अतिशय उपयुक्त ठरणारा एखादा धातू वा मिश्रधातू हा अतिथंड तापमानात ठिसूळ बनतो व निरुपयोगी ठरतो. त्यामुळे अतिथंड तापमानाला वापरायच्या धातू व मिश्रधातूंवर मर्यादा येते. परंतु हा प्रश्न कदाचित नजीकच्या भविष्यात सुटण्याची शक्यता आहे.

सिंफनी ही साधारणपणे चार भागांची बनलेली असते. हे चारही भाग जरी एकमेकांशी संबंधित असले, तरी या चारही भागांचं स्वरूप स्वतंत्र असतं; तसंच या प्रत्येक भागात हजारो स्वर असू शकतात.

प्राणिजगतातील अनेक प्राण्यांच्या शरीराचा रक्त हा अविभाज्य घटक आहे. प्राणवायू तसंच विविध पोषणद्रव्यं, संप्रेरकं, चयापचयाद्वारे निर्माण झालेला कचरा, अशा पदार्थांची शरीरातल्या विविध भागांशी देवाण-घेवाण करण्याचं काम रक्ताद्वारे केलं जातं. बहुसंख्य उभयचर, सरीसृप, मासे, कीटक, यांच्या रक्ताचं तापमान हे भोवतालच्या तापमानानुसार बदलतं. या प्राण्यांना ‘थंड’ रक्ताचे प्राणी म्हटलं जातं. याउलट पक्षी आणि सस्तन प्राण्यांच्या रक्ताचं तापमान स्थिर असतं. त्यावर आजूबाजूच्या तापमानाचा परिणाम होत नाही. या प्राण्यांना ‘उष्ण’ रक्ताचे प्राणी म्हटलं जातं.

सुमारे पंचवीस कोटी वर्षांपूर्वी अस्तित्वात येऊन साडेसहा कोटी वर्षांपूर्वी नामशेष झालेले डायनोसॉर हे सरीसृपांच्या गटातले प्राणी. आजचे पक्षी हे डायनोसॉरच्याच काही प्रजातींच्या उत्क्रांतीद्वारे निर्माण झाले आहेत. आजचे सरीसृप हे थंड रक्ताचे आहेत, तर पक्षी हे उष्ण रक्ताचे आहेत. त्यामुळे, पक्ष्यांना जन्म देणारे हे डायनोसॉर, ‘उष्ण रक्ताचे की थंड रक्ताचे?’, हा उत्क्रांतीचा अभ्यास करणाऱ्या प्राणिशास्त्रज्ञांना पडलेला मोठा प्रश्न आहे. डायनोसॉरबद्दलच्या उपलब्ध माहितीवरून काही संशोधकांनी, डायनोसॉर हे थंड रक्ताचे असल्याच्या शक्यता पूर्वी व्यक्त केल्या आहेत. परंतु नंतरच्या काळातलं काही संशोधन डायनोसॉर हे उष्ण रक्ताचे असण्याची शक्यता दर्शवतं. अमेरिकेतल्या येल विद्यापीठातल्या जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांच्या नव्या संशोधनातून आता या प्रश्नाचं उत्तर मिळालं आहे. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं हे वैशिष्ट्यपूर्ण संशोधन ‘नेचर’ या शोधपत्रिकेत अलीकडेच प्रसिद्ध झालं आहे.

एखाद्या कुळातल्या प्राण्यांचं रक्त हे ‘उष्ण की थंड’, याचा अंदाज हा त्या कुळातले प्राणी जलद गतीनं हालचाल करणारे आहेत की संथ गतीनं हालचाल करणारे आहेत, यावरून बांधता येतो. जलद गतीनं हालचाल करणाऱ्या प्राण्यांची उर्जेची गरज मोठी असते. ऊर्जा ही चयापचयाच्या क्रियेतून निर्माण होते. साहजिकच जलद गतीनं हालचाल करणाऱ्या प्राण्यांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग अधिक असतो. या जलद चयापचयात निर्माण होणाऱ्या मोठ्या प्रमाणातल्या उर्जेचा काही भाग हा रक्ताचं तापमान नियंत्रित करण्यासाठी वापरला जातो. साहजिकच ज्या कुळातले प्राणी जलद हालचाल करतात, त्या कुळातले प्राणी हे साधारणपणे उष्ण रक्ताचे असतात. ज्या कुळातील प्राण्यांची हालचाल संथ असते, त्या कुळातल्या प्राण्यांचं रक्त थंड असतं.

एखाद्या कुळातील प्राचीन काळातले प्राणी हे उष्ण रक्ताचे होते की थंड रक्ताचे होते हे कळण्यासाठी, त्यांच्या जीवाश्मांच्या स्वरूपातील अवशेषांचा अभ्यास करून त्यांच्या शरीरातील चयापचयाच्या वेगाचं गणित मांडलं जातं. यासाठी आज वापरल्या जात असलेल्या पद्धतींत, त्या प्राण्यांच्या अवशेषांतील (प्राणी हयात असताना ये-जा करणाऱ्या) काही मूलद्रव्यांच्या समस्थानिकांचं प्रमाण, त्यांच्या हाडांतील वाढचक्रं, अशा घटकांचा वापर केला जातो. परंतु प्राण्याच्या शरीराचं जीवाश्मात रूपांतर होताना, या घटकांत बदल होण्याची मोठी शक्यता असते. त्यामुळे या प्रचलित पद्धतींत बरीच अनिश्चितता आहे. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी विकसित केलेल्या, प्राचीन काळातील प्राण्यांच्या शरीरातल्या चयापचयाचा वेग काढण्याच्या नव्या पद्धतीमुळे ही अनिश्चितता कमी होणार आहे.

जास्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या अगोदरच्या संशोधनातून, जीवाश्म तयार होताना प्राण्याच्या ऊतींतील प्रथिनांचं काही विशिष्ट प्रकारच्या रसायनांत रूपांतर होत असल्याचं दाखवून दिलं होतं. ही रसायनं प्राण्यांच्या जीवाश्मात दीर्घ काळ टिकून राहत असल्याचं दिसून आलं आहे. या रसायनांच्या प्रमाणाची, या प्राण्यांच्या आज अस्तित्वात असणाऱ्या वंशजांच्या चयापचयाच्या वेगाशी सांगड घातली तर, त्या प्राचीन प्राण्याच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग किती होता, ते कळू शकतं. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी प्राचीन सरीसृपांच्या जीवाश्मांतील या रसायनांचं अवरक्त वर्णपटशास्त्राद्वारे विश्लेषण करून त्यांचं प्रमाण जाणून घेतलं व त्यावरून या प्राचीन प्राण्यांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग काढला.

जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनात, डायनोसॉर आणि त्यांची काही भावंडं, अशा एकूण तीस वेगवगळ्या प्रकारच्या सरीसृपांचे, जीवाश्माच्या स्वरूपातले दात, हाडं, अंड्यांची कवचं, असे अवशेष अभ्यासले. या प्राण्यांत, लांब मानेचे अवाढव्य सॉरोपॉड, मोठ्या दातांचे शक्तिशाली टिरॅनोसॉर, ज्यांच्यापासून पक्षी निर्माण झाले ते थेरोपॉड, अशा विविध प्रकारच्या डायनोसॉरांचा समावेश होता. त्याचबरोबर त्यांत पाण्यात वावरणारे प्लिझिओसॉर, पक्ष्यांसारखे आकाशात उडू शकणारे टेरोसॉर, अशा त्या काळातल्या इतर काही सरीसृपांचाही समावेश होता.

पक्ष्यांना उडण्यासाठी जास्त ऊर्जेची गरज असते. त्यानुसार पक्ष्यांच्या शरीरातील चयापचय जलद व्हायला हवा. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी काढलेल्या निष्कर्षांनुसार, बहुतेक सर्व डायनोसॉरांच्या शरीरांतील चयापचयाचा वेग हा लक्षणीय असल्याचं आढळलं. पक्ष्यांची निर्मिती होण्याच्या अगोदरच्या काळापासून हे सर्व सरीसृप अस्तित्वात होते. चयापचयाच्या या मोठ्या वेगावरून, डायनोसॉरांच्या आणि त्यांच्या भावंडांच्या बहुतेक सर्व प्रजाती या उष्ण रक्ताच्या असल्याचं नक्की झालं. या विविध डायनोसॉरांपैकी सॉरिस्किअन या प्रकारांत मोडणाऱ्या सॉरोपॉड, टिरॅनोसॉर, थेरोपॉड, अशा अनेक डायनोसॉरांच्या, तसंच टेरोसॉरसारख्या त्यांच्या भावंडांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग नंतरच्या काळातील उत्क्रांतीत वाढत गेला. या उलट ऑर्निथिस्किअन प्रकारच्या डायनोसॉरांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग मात्र पुढील काळातील उत्क्रांतीत कमी होत गेला व ते थंड रक्ताचे प्राणी म्हणून वावरू लागले. या नंतरच्या काळातील ऑर्निथिस्किअन प्रकारच्या प्राण्यांचं जीवनमान हे काहीसं आजच्या सरीसृपांसारखं असल्याचं यावरून दिसून येतं.

जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं संशोधन हे फक्त डायनोसॉर व इतर सरीसृपांच्या चयापचयापुरतं किंवा त्यांच्या रक्ताच्या स्वरूपापुरतं मर्यादित नाही. ते प्राण्यांच्या उत्क्रांतीशीही संबंधित असल्याचं उघडच आहे. किंबहुना या संशोधनातून निघालेल्या निष्कर्षांतून आणखी एक प्रश्न निर्माण झाला आहे. डायनोसॉर आणि त्यांची भावंडं असणारे सरीसृप साडेसहा कोटी वर्षांपूर्वी, पृथ्वीवर प्रचंड अशनी आदळून झालेल्या महानाशात नष्ट झाले. या महानाशात पक्षी मात्र वाचले. पक्षी हे त्यांच्या उष्ण रक्तामुळे वाचल्याचं काही संशोधकांचं मत आहे. या मतानुसार, चयापचयात निर्माण होणाऱ्या अतिरिक्त ऊर्जेद्वारे उष्ण रक्ताचे प्राणी वातावरणातील तीव्र बदलांना अधिक समर्थपणे तोंड देऊ शकले असावेत. परंतु जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं संशोधन बहुतेक प्रकारचे डायनोसॉर हे उष्ण रक्ताचे असल्याचं दर्शवतं. तसं असल्यास महानाशातून जसे पक्षी वाचले, तसे डायनोसॉरसारखे उष्ण रक्ताचे सरीसृपही वाचायला हवेत. ते मात्र वाचले नाहीत. त्यामुळे महानाशाच्या काळात, डायनोसॉरांच्या नष्ट होण्यास आणखी कोणता तरी एखादा घटक कारणीभूत ठरला असावा, अशी शक्यता जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी व्यक्त केली आहे. उत्क्रांतीचं चित्र अधिक स्पष्ट होण्यासाठी संशोधकांना भविष्यात या घटकाच्या शोधावर आपलं लक्ष केंद्रित करावं लागणार आहे!

-- डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: Puppy Peach/YouTube/Wikimedia, James St. John/Wikimedia

सहा कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळातले पेंग्विन हे आजच्या पेंग्विनपेक्षा खूपच वेगळे दिसत होते. त्या काळाल्या पेंग्विनचे पाय आणि चोची आताच्या पेंग्विनच्या तुलनेत खूपच लांब होत्या. तसंच त्यांचे पंखही सर्वसाधारण पक्ष्याच्या पंखासारखेच दिसत होते. उत्क्रांतीदरम्यान पेंग्विनच्या पिसांचा रंग लाल झाला. त्यानंतरच्या काळात हे पेंग्विन दोन पायांवर उभे राहू लागले. या पेंग्विनची उंची आजच्या सर्वांत मोठ्या पेंग्विनपेक्षाही अधिक होती.